KR20100138866A - Automatic detection of a cmos device in a latch-up and cycling of a power thereto - Google Patents

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KR20100138866A
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Abstract

CMOS 디바이스에 전력을 공급하는 전압 레귤레이터와 관련된 감시 및 보호 회로는 CMOS 디바이스의 회로에서 폴트(예를 들면, 래치-업, 고장 또는 단락 트랜지스터)가 발생되었는지를 판정하기에 충분한 과전류 레벨들을 정확히 감지할 수 있으며, 이 감시 및 보호 회로는 예기치 않은 과전류, 예를 들면 CMOS 회로 래치-업이 발생하면 폴트 경고 신호를 자동적으로 발생시키고 및/또는 CMOS 디바이스로의 전력을 순환시킨다. 감시 및 보호 회로는 단일 집적회로 기판상에 전압 레귤레이터, 예를 들어 LDO(low drop-out) 전압 레귤레이터와 함께 집적될 수 있다. 감시 및 보호 회로와 전압 레귤레이터는 단일 집적회로 기판상에 CMOS 디바이스, 예를 들어 디지털 프로세서와 함께 제조될 수 있다.Supervisory and protection circuits associated with voltage regulators that power CMOS devices may accurately detect overcurrent levels sufficient to determine if a fault (eg, latch-up, fault, or short-circuit transistor) has occurred in the circuitry of the CMOS device. This monitoring and protection circuitry may automatically generate a fault warning signal and / or circulate power to the CMOS device if an unexpected overcurrent, for example, CMOS circuit latch-up occurs. The supervisor and protection circuit can be integrated with a voltage regulator, for example a low drop-out voltage regulator, on a single integrated circuit board. Supervisor and protection circuits and voltage regulators can be fabricated with CMOS devices, such as digital processors, on a single integrated circuit board.

Description

ＣＭＯＳ 디바이스의 래치―업 자동 검출 및 ＣＭＯＳ 디바이스로의 전력 순환{AUTOMATIC DETECTION OF A CMOS DEVICE IN A LATCH-UP AND CYCLING OF A POWER THERETO}AUTOMATIC DETECTION OF A CMOS DEVICE IN A LATCH-UP AND CYCLING OF A POWER THERETO

본 발명은 CMOS 회로 디바이스의 래치-업 검출 및 그 리셋에 관한 것으로, 특히 CMOS 회로 디바이스의 래치-업 자동 검출 및 그 전력 리셋에 관한 것이다.The present invention relates to latch-up detection and reset of CMOS circuit devices, and more particularly, to automatic latch-up detection of CMOS circuit devices and their power reset.

CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 회로들은 디지털 집적회로 디바이스들, 예를 들어 디지털 프로세서들 등에서 광범위하게 사용되고 있다. 하지만, CMOS 회로들은 다양한 이유(예를 들면, EFT(electrical fast transients), ESD(electrostatic discharge) 등; 과전압 상태들, 전리 방사선, 예를 들어 항공우주용 및 군사용 등)로 인해 래치-업되기 쉽다. CMOS 회로에서 래치-업이 일어나면, CMOS 회로와, 아마도 CMOS 회로에 전압을 공급하는 전압 레귤레이터도 손상 또는 파괴시킬 수 있는 비정상적으로 높은 전류들이 발생할 수 있다. CMOS 회로의 래치-업은 회로가 작동하지 않게 할 수 있다. CMOS 회로의 래치-업을 고치는 방법은 CMOS 회로로의 전력을 순환, 예를 들어 오프시키고 나서 다시 온시키는 것이다.Complementary metal oxide semiconductor (CMOS) circuits are widely used in digital integrated circuit devices, such as digital processors. However, CMOS circuits are susceptible to latch-up for a variety of reasons (e.g., electrical fast transients, electrostatic discharges, etc .; overvoltage conditions, ionizing radiation, for example, aerospace and military). . When latch-up occurs in a CMOS circuit, abnormally high currents can occur that can damage or even destroy the CMOS circuit and possibly the voltage regulator that supplies the CMOS circuit. Latch-up of a CMOS circuit can render the circuit inoperable. A way to fix the latch-up of a CMOS circuit is to cycle power, for example off and then back on, to the CMOS circuit.

예를 들어 그에 한정되지는 않지만, SEU(single event upsets) 및/또는 SEL(single event latch-up)의 발생이 방지되도록 다양한 래치-업 이벤트들을 견디거나 또는 다양한 래치-업 이벤트들로부터 보호될 수 있는 보다 확고한 CMOS 디바이스들에 대한 요구가 있다. CMOS 디바이스로 전력을 공급하는 전압 레귤레이터와 관련된 감시 및 보호 회로가 폴트(예를 들면, 래치-업, 고장 또는 단락 트랜지스터들 등)가 발생되었는지를 판정하기에 충분한 과전류 레벨들을 정확하게 감지할 수 있으면, 이 감시 및 보호 회로는 예기치 않은 과전류(예를 들면, CMOS 회로 래치-업)가 일어나는 경우에 폴트 경고 신호를 자동적으로 발생시키고 및/또는 CMOS 디바이스로의 전원을 순환시킬 수 있다. 감시 및 보호 회로는 전압 레귤레이터(예를 들면, LDO(low drop-out) 전압 레귤레이터)와 함께 집적될 수 있다. 집적된 감시 및 보호 회로를 갖는 전압 레귤레이터는 디지털 프로세서(예를 들면, 마이크로컴퓨터, 마이크로컨트롤러, DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), PLA(programmable logic array) 등)와 같은 CMOS 디바이스와 함께 집적될 수도 있다.For example, but not limited to, it can endure various latch-up events or be protected from various latch-up events to prevent the occurrence of single event upsets (SEUs) and / or single event latch-ups (SELs). There is a need for more robust CMOS devices. If the monitoring and protection circuit associated with the voltage regulator powering the CMOS device can accurately detect the overcurrent levels sufficient to determine if a fault (e.g., latch-up, fault or short transistors, etc.) has occurred, This monitoring and protection circuit can automatically generate a fault warning signal and / or circulate power to the CMOS device in the event of an unexpected overcurrent (eg CMOS circuit latch-up). The supervisory and protection circuitry can be integrated with a voltage regulator (eg, a low drop-out voltage regulator). Voltage regulators with integrated supervisory and protection circuitry are CMOS, such as digital processors (e.g., microcomputers, microcontrollers, digital signal processors (DSPs), application specific integrated circuits (ASICs), programmable logic arrays (PLAs), etc.). It may be integrated with the device.

CMOS 디바이스를 동작시키는 전류 요건들(부하들)은 정상 동작동안 광범위하게 변할 수 있으며, CMOS 디바이스가 예상 전류 요건들(예를 들면, CMOS 디바이스 전력 부하) 또는 "상태 정보"를 나타내는데 유용할 것이다. 이 상태 정보는 언제 전류 한계를 변경시키고, 및/또는 과전류 감시를 디스에이블 또는 인에이블시키는 것이 적절한지를 나타낼 수 있다. 예를 들면, CMOS 디바이스가 저전력 또는 슬립 모드가 되면, 다양한 로직 기능들은 전력 인출을 중지하여 CMOS 디바이스의 전체 전력 부하는 저감된다. 하지만, CMOS 디바이스를 감시 및 제어하는 회로들은 슬립 모드에서 여전히 SEL 및 SEU 이벤트들에 영향받기 쉽다. 따라서, 전류 감시 트립 포인트들이 조절되어야 한다.The current requirements (loads) for operating the CMOS device can vary widely during normal operation and will be useful for the CMOS device to indicate expected current requirements (eg, CMOS device power load) or “state information”. This state information can indicate when it is appropriate to change the current limit and / or to disable or enable overcurrent monitoring. For example, when the CMOS device enters a low power or sleep mode, various logic functions stop drawing power, reducing the overall power load of the CMOS device. However, circuits for monitoring and controlling CMOS devices are still susceptible to SEL and SEU events in sleep mode. Therefore, the current monitoring trip points must be adjusted.

또한, CMOS 디바이스가 예상보다 적은 전류를 인출하면, CMOS 디바이스 회로들의 일부에서 래치-업 상태가 일어날 수 있다. 예를 들면, CMOS 디바이스의 로직 회로들이 클록되지 않으면, 적은 전류를 인출할 것이다. 따라서, 클록 회로가 래치-업 상태가 되어 CMOS 디바이스의 로직 회로들로 클록 신호들을 공급할 수 없으면, CMOS 디바이스의 로직 회로들은 더이상 절환 상태가 아니기 때문에 CMOS 디바이스는 적은 전류를 인출할 것이다. 래치-업에 있을 수 있는 CMOS 회로들이 회복되도록 CMOS 디바이스로의 전력을 순환(전력 순환)시킴으로써 이 상태가 회복되어 CMOS 디바이스의 정상 동작이 지속될 수 있다.Also, if the CMOS device draws less current than expected, a latch-up state may occur in some of the CMOS device circuits. For example, if the logic circuits of a CMOS device are not clocked, they will draw less current. Thus, if the clock circuit goes into a latch-up state and cannot supply clock signals to the logic circuits of the CMOS device, the CMOS device will draw less current because the logic circuits of the CMOS device are no longer switched. This state can be recovered by circulating (power cycling) power to the CMOS device such that CMOS circuits that may be in latch-up are recovered so that normal operation of the CMOS device can be continued.

예를 들면, 전류 감시 및 보호 회로가 상태 정보로부터 획득한 예상 동작 전류에 대하여 과잉 전류(예를 들면, CMOS 회로 래치-업 상태) 또는 불충분한 전류(예를 들면, 클록 회로 래치-업 상태)를 검출하면 전력 순환이 초기화될 수 있다. 따라서, CMOS 디바이스가 예상 전력 인출 윈도우를 벗어날 때마다(전류 인출이 고전류 트립값 보다 높거나 또는 저전류 트립값 보다 낮을 때마다), CMOS 디바이스로의 전력이 순환되어 CMOS 디바이스가 래치-업 상태에서 벗어날 수 있다.For example, excess current (e.g., CMOS circuit latch-up state) or insufficient current (e.g., clock circuit latch-up state) relative to the expected operating current obtained by the current monitoring and protection circuitry from state information. Detecting may initiate the power cycle. Therefore, whenever the CMOS device leaves the expected power draw window (when the current draw is above the high current trip value or below the low current trip value), power to the CMOS device is cycled so that the CMOS device is in the latch-up state. Can escape.

CMOS 디바이스로부터의 상태 정보 및/또는 다른 주기 신호들은 정상 동작 모드에 있던 또는 저전력 슬립 모드에 있던 CMOS 디바이스의 적절한 동작을 감시하는 경우에 워치독 타이머 기능을 위한 특징요소로서 사용될 수도 있다. 워치독 타이머 기능이 소정 시간내에 예상 응답(CMOS 디바이스로부터의 특징요소)을 수신할 수 없으면(예를 들면, CMOS 디바이스가 올바르게 동작하지 않음 - CMOS 회로가 래치-업 상태) 전력 순환이 발생될 수 있다.State information and / or other periodic signals from the CMOS device may be used as a feature for the watchdog timer function when monitoring the proper operation of the CMOS device in normal operation mode or in low power sleep mode. If the watchdog timer function cannot receive the expected response (a feature from the CMOS device) within a predetermined time (e.g., the CMOS device is not operating correctly-the CMOS circuit is latched up), power cycling may occur. have.

감시 및 보호 회로는 적어도 하나의 전류 트립 값을 가질 수 있는 고체 상태 회로 브레이커로서 사용될 수도 있다. 다른 동작 전원 레벨들을 필요로 하는 다양한 애플리케이션들을 위해 CMOS 디바이스의 동작동안 적어도 하나의 전류 트립 값이 프로그램될 수 있으며, 전압 레귤레이터 보호 회로의 전류 트립 값 변경은 저전력 슬립 모드 또는 동작 모드에 있는 CMOS 디바이스 회로들을 기반으로 한다. The monitoring and protection circuit may be used as a solid state circuit breaker that may have at least one current trip value. At least one current trip value can be programmed during operation of the CMOS device for a variety of applications requiring different operating power levels, and changing the current trip value of the voltage regulator protection circuit is a low voltage sleep mode or CMOS device circuit in operation mode. Based on them.

적어도 하나의 전류 트립 값은 시스템 애플리케이션(들)에 따라 맞추어진 전류 트립 값(들)을 이용하여 시스템 제조 및/또는 스타트-업 동안 프로그램될 수 있다.At least one current trip value may be programmed during system fabrication and / or start-up using the current trip value (s) tailored to the system application (s).

어떤 중요한 애플리케이션들, 예를 들어 우주, 군사 및 기업 서버 애플리케이션들에 있어서, CMOS 디바이스는 보팅 트라이어드(voting triad) CMOS 디바이스들의 일부로서 동작할 수 있다. 이 경우에, 첫번째 CMOS 디바이스의 적절한 동작에 검사 및 백-업을 제공하는 두개의 다른 CMOS 디바이스들이 있다. 전류 감시 및 보호 회로 및/또는 워치독 타이머에 의해 검출되지 않을 수 있는 첫번째 CMOS 디바이스의 고장 가능성이 있을 수 있다. 하지만, 프로그램 애플리케이션은 다른 두개의 CMOS 디바이스들과의 통신 동안 고장을 검출할 것이다. 이러한 경우에, 각 CMOS 디바이스가 다른 두개의 CMOS 디바이스들의 전압 레귤레이터들로 전력 순환 신호를 어서트하면, 두개의 동작중인 CMOS 디바이스들 각각으로부터의 전력 순환 보트는 고장/오작동/오전달 CMOS 디바이스에 대하여 전력을 순환시킬 것이다.In certain important applications, such as space, military, and enterprise server applications, a CMOS device can operate as part of voting triad CMOS devices. In this case, there are two other CMOS devices that provide inspection and back-up to the proper operation of the first CMOS device. There may be a failure of the first CMOS device that may not be detected by the current monitoring and protection circuitry and / or watchdog timer. However, the program application will detect a failure during communication with the other two CMOS devices. In this case, if each CMOS device asserts a power cycling signal with the voltage regulators of the other two CMOS devices, the power cycling boat from each of the two operating CMOS devices will fail for a fault / malfunction / transmission CMOS device. Will cycle power.

본 발명의 일실시예에 따르면, CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템은, CMOS 디바이스; 통과하는 전류를 측정하고 측정 전류 출력을 가지며 전력원에 연결하기 위한 전류 측정회로; 상기 전류 측정 회로에 연결되고, 상기 CMOS 디바이스에 전력을 공급하기 위한 출력을 갖는 전력 절환 회로; 상기 전력 절환 회로에 연결되고, 상기 전력 절환 회로의 상기 출력에서의 전압을 제어하는 레귤레이터 제어회로; 상기 전류측정 회로의 상기 측정 전류 출력에 연결된 제1 입력을 가지는 비교기; 및 상기 CMOS 디바이스에 연결된 입력과 상기 비교기의 제2 입력에 연결된 제1 출력을 갖는 전류 트립 세트 포인트 회로를 포함하고, 상기 CMOS 디바이스는 고전류 트립 세트 포인트를 결정하기 위해 상기 전류 트립 세트 포인트 회로에 디바이스 구성 정보를 전달하고, 상기 비교기는 상기 전력 절환 회로에 연결된 출력을 가지며, 상기 비교기 출력이 제1 로직 레벨에 있으면 상기 전력 절환 회로가 상기 레귤레이터 제어 회로와 함께 전압 레귤레이터로서 정상적으로 동작하게 하고, 상기 비교기 출력이 제2 로직 레벨에 있으면 상기 전력 절환 회로를 셧다운시킴으로써, 상기 CMOS 디바이스로의 전력 온/오프를 순환시키고, 상기 비교기 출력은 상기 전류 측정 회로로부터의 상기 측정 전류가 상기 고전류 트립 세트 포인트보다 작으면 상기 제1 로직 레벨에 있고, 상기 측정 전류가 상기 고전류 트립 세트 포인트보다 크거나 같으면 상기 제2 로직 레벨에 있는다. 상기 전류 트립 세트 포인트 회로는 상기 비교기의 제3 입력에 연결된 제2 출력을 가지며, 상기 전류 트립 세트 포인트 회로는 저전류 트립 세트 포인트를 더 결정함으로써, 상기 비교기 출력은 상기 전류 측정 회로로부터의 상기 측정 전류가 상기 저전류 트립 세트 포인트보다 크면 상기 제1 로직 레벨에 있고, 상기 측정 전류가 상기 저전류 트립 세트 포인트보다 작거나 같으면 상기 제2 로직 레벨에 있는다. According to one embodiment of the present invention, a monitoring and protection system of a CMOS device comprises: a CMOS device; A current measuring circuit for measuring a current passing through and having a measuring current output and for connecting to a power source; A power switching circuit coupled to the current measuring circuit and having an output for powering the CMOS device; A regulator control circuit coupled to the power switching circuit and controlling a voltage at the output of the power switching circuit; A comparator having a first input coupled to the measurement current output of the current measurement circuit; And a current trip set point circuit having an input coupled to the CMOS device and a first output coupled to a second input of the comparator, wherein the CMOS device comprises a device connected to the current trip set point circuit to determine a high current trip set point. Convey configuration information, the comparator having an output coupled to the power switching circuit, and if the comparator output is at a first logic level, causing the power switching circuit to operate normally as a voltage regulator with the regulator control circuit, the comparator Shutting down the power switching circuit if the output is at the second logic level, thereby cycling power on / off to the CMOS device, wherein the comparator output is such that the measured current from the current measuring circuit is less than the high current trip set point. If the first logic level And, the measured current is greater than or equal to the high-current trip set point to have the second logic level. The current trip set point circuit has a second output coupled to the third input of the comparator, and the current trip set point circuit further determines a low current trip set point, whereby the comparator output determines the measurement from the current measurement circuit. The current is at the first logic level if greater than the low current trip set point, and at the second logic level if the measured current is less than or equal to the low current trip set point.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 보팅 트라이어드 CMOS 디바이스들의 감시 및 보호 시스템은, 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들; 및 상기 각 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들로 순환될 수 있는 레귤레이트된 전력을 공급하는 제1, 제2, 및 제3 전압 레귤레이터들을 포함하고, 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들은 각각에 대한 동작 상태를 결정하기 위해 서로 통신하고, 상기 제1, 제2, 및 제3 전압 레귤레이터들 각각은: 통과하는 전류를 측정하고 측정 전류 출력을 가지며 전력원에 연결하기 위한 전류 측정 회로; 상기 전류 측정 회로에 연결되고, 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 각각에 전력을 공급하기 위한 출력을 갖는 전력 절환 회로; 상기 전력 절환 회로에 연결되고, 상기 전력 절환 회로의 상기 출력에서의 전압을 제어하는 레귤레이터 제어 회로; 상기 전류 측정 회로의 상기 측정 전류 출력에 연결된 제1 입력을 갖는 비교기; 및 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 각각에 연결된 입력과 상기 비교기의 제2 입력에 연결된 제1 출력을 가지는 전류 트립 세트 포인트 회로를 포함하고, 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 각각은 고전류 트립 세트 포인트를 결정하기 위해 상기 전류 트립 세트 포인트 회로로 디바이스 구성 정보를 전달하고, 상기 비교기는 상기 전력 절환 회로에 연결된 출력을 가지며, 상기 비교기 출력이 제1 로직 레벨에 있으면 상기 전력 절환 회로가 상기 레귤레이터 제어 회로와 함께 전압 레귤레이터로서 정상적으로 동작하게 하고, 상기 비교기 출력이 제2 로직 레벨에 있으면 상기 전력 절환 회로를 셧다운시킴으로써, 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 각각으로의 전력 온/오프를 순환시키고, 상기 비교기 출력은 상기 전류 측정 회로로부터의 상기 측정 전류가 상기 고전류 트립 세트 포인트보다 작으면 상기 제1 로직 레벨에 있고, 상기 측정 전류가 상기 고전류 트립 세트 포인트보다 크거나 같으면 상기 제2 로직 레벨에 있고, 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 중 하나의 상기 전력 절환 회로는 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 중 상기 다른 두개가 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 중 상기 하나로부터 예상 통신을 수신하지 않으면 셧다운된다.According to another embodiment of the present invention, a system for monitoring and protecting voting triad CMOS devices includes: first, second, and third CMOS devices; And first, second, and third voltage regulators that provide regulated power that can be circulated to each of the first, second, and third CMOS devices. The third CMOS devices communicate with each other to determine an operating state for each, wherein each of the first, second, and third voltage regulators: measures current passing through and has a measured current output and is connected to a power source. Current measuring circuit; A power switching circuit coupled to the current measuring circuit and having an output for powering each of the first, second, and third CMOS devices; A regulator control circuit coupled to the power switching circuit and controlling a voltage at the output of the power switching circuit; A comparator having a first input coupled to the measurement current output of the current measurement circuit; And a current trip set point circuit having an input coupled to each of the first, second, and third CMOS devices and a first output coupled to a second input of the comparator, wherein the first, second, and third Each of the 3 CMOS devices passes device configuration information to the current trip set point circuit to determine a high current trip set point, the comparator having an output coupled to the power switching circuit, the comparator output being at a first logic level. The first, second, and third CMOS devices by allowing the power switching circuit to operate normally as a voltage regulator with the regulator control circuit, and by shutting down the power switching circuit if the comparator output is at a second logic level. Cycle power on / off to each of the two, and the comparator outputs the measurement from the current measurement circuit. Current is at the first logic level if less than the high current trip set point, and Measurement current is at the second logic level if greater than or equal to the high current trip set point, and the first, second, and third CMOS The power switching circuit of one of the devices does not receive the expected communication from the other two of the first, second, and third CMOS devices from the one of the first, second, and third CMOS devices. If not, it shuts down.

본 발명이 특정 실시예를 참조하여 특별히 도시되고 설명되었지만, 이러한 참조는 본 발명의 한정을 내포하지 않고 이러한 한정을 의미하지도 않는다. 개시된 본 발명은 이 기술분야의 당업자에 의해 형태와 기능에 있어서 수정물, 대체물, 및 등가물이 고려될 수 있다. 본 발명의 도시되고 설명된 실시예들은 단지 예로서, 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.Although the invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments, such references do not imply any limitation of the invention or imply such limitations. The invention disclosed may be contemplated by modifications, substitutions, and equivalents in form and function by those skilled in the art. The illustrated and described embodiments of the invention are by way of example only and do not limit the scope of the invention.

첨부한 도면과 관련된 다음의 설명을 참조하면 본 발명을 보다 완전히 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 CMOS 디바이스를 전력 순환시킬 수 있는 전압 레귤레이터의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 여분의 백업 보팅 시스템으로 구성된 각 CMOS 디바이스들을 전력 순환시킬 수 있는 트라이어드 전압 레귤레이터들 중 하나의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시한 각 CMOS 디바이스들을 전력 순환시킬 수 있는 트라이어드 전압 레귤레이터들의 부분 블록도이다.
본 발명은 다양한 수정물 및 대체 형태가 가능하지만, 특정 실시예들이 도면에 도시되고 여기에 상세히 설명되었다. 하지만, 특정 실시예들의 설명은 본 발명을 여기에 개시된 특정 형태로 한정하려는 것이 아니고, 반대로, 본 발명은 첨부한 청구범위에 의해 한정된 모든 수정물 및 등가물을 포함하려 한다.With reference to the following description in conjunction with the accompanying drawings, the present invention may be more fully understood.
1 is a block diagram of a voltage regulator capable of power cycling a CMOS device in accordance with one embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of one of the triad voltage regulators capable of power cycling each CMOS device configured with a redundant backup voting system according to another embodiment of the invention.
3 is a partial block diagram of triad voltage regulators capable of power cycling each of the CMOS devices shown in FIG. 2.
While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments have been shown in the drawings and described in detail herein. However, the description of specific embodiments is not intended to limit the invention to the particular forms disclosed herein, on the contrary, the invention is intended to cover all modifications and equivalents defined by the appended claims.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 참조부호로 나타내고, 유사한 구성요소는 아래첨자를 달리하여 동일한 부호로 나타낸다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and similar components are denoted by the same numerals with different subscripts.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 CMOS 디바이스를 전력 순환시킬 수 있는 전압 레귤레이터의 블록도이다. 전체적으로 참조부호(104)로 나타낸 전압 레귤레이터는 전류 측정 회로(108), 전류 트립 세트 포인트 회로(110), 비교기(112), 전력 절환 회로(114), 레귤레이터 제어 회로(106), 및 워치독 타이머(116)를 포함할 수 있다. 전압 레귤레이터(104)(예를 들면, LDO(low drop-out voltage) 레귤레이터)는 원하는 전압(들)을 디지털 프로세서(118)에 공급한다. 전력원(150)은 전력(전압 및 전류)을 레귤레이터(104)로 공급한다. 레귤레이터(104)는 참조부호(103)로 나타낸 집적회로 기판상에 제조될 수 있다. 디지털 프로세서(118)(예를 들면, 마이크로컴퓨터, 마이크로컨트롤러, DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), PLA(programmable logic array) 등)는 다른 집적회로 기판(도시하지 않음)상에 제조되거나, 또는 참조부호(102)로 나타낸 단일 집적회로 기판상에 레귤레이터(104)와 함께 제조될 수 있다. 레귤레이터 제어 회로(106)는 출력(140)에서 원하는 전압(들)을 공급하기 위해 전력 절환 회로(114)를 제어한다.1 is a block diagram of a voltage regulator capable of power cycling a CMOS device in accordance with one embodiment of the present invention. The voltage regulator, indicated generally at 104, includes a current measurement circuit 108, a current trip set point circuit 110, a comparator 112, a power switching circuit 114, a regulator control circuit 106, and a watchdog timer. 116 may include. Voltage regulator 104 (eg, a low drop-out voltage (LDO) regulator) supplies the desired voltage (s) to digital processor 118. The power source 150 supplies power (voltage and current) to the regulator 104. Regulator 104 may be fabricated on an integrated circuit substrate, indicated at 103. The digital processor 118 (eg, microcomputer, microcontroller, digital signal processor (DSP), application specific integrated circuit (ASIC), programmable logic array (PLA), etc.) is placed on another integrated circuit board (not shown). Or with the regulator 104 on a single integrated circuit substrate, indicated at 102. The regulator control circuit 106 controls the power switching circuit 114 to supply the desired voltage (s) at the output 140.

CMOS 디바이스(118)는 전력 절환 회로(114)의 부하측(140)으로부터 전력(즉, 전압 및 전류)을 수신한다. CMOS 디바이스(118)는 디바이스 특정 트립 포인트(들)(예를 들면, 하이 및/또는 로우)를 생성하기 위한 정보를 제공하는 출력(132)과, 애플리케이션 특정 트립 포인트(들)(예를 들면, 하이 및/또는 로우)을 생성하기 위한 정보를 제공하는 출력(142)을 갖는다. 출력들(132 및 142)은 단일 출력 버스(예를 들면, 병렬 버스 또는 직렬 단선 버스)로 결합될 수 있다. 전류 트립 세트 포인트 회로(110)는 이 정보를 이용하여 비교기(112)의 입력들에서 고전류 트립 포인트(130) 및/또는 저전류 트립 포인트(131)를 발생시킨다.CMOS device 118 receives power (ie, voltage and current) from load side 140 of power switching circuit 114. CMOS device 118 includes an output 132 that provides information for generating device specific trip point (s) (eg, high and / or low), and application specific trip point (s) (eg, High and / or low). The outputs 132 and 142 can be combined into a single output bus (eg, parallel bus or serial single bus). The current trip set point circuit 110 uses this information to generate a high current trip point 130 and / or a low current trip point 131 at the inputs of the comparator 112.

CMOS 디바이스(118)는 워치독 타이머(116)를 리셋시키는데 사용될 수 있는 출력(134)(예를 들면, CMOS 회로 동작 특징요소)을 가질 수 있다. 출력(132)은 워치독 타이머(116)를 리셋시키기 위해 상술한 단일 출력 버스에 포함될 수도 있어 출력(134)이 제거될 수 있다. 레귤레이터(104)의 기판(103), 및/또는 레귤레이터(104)와 CMOS 디바이스(118)의 기판(102)이 집적회로 패키지(도시하지 않음)내에 패키징될 수 있다는 것은 본 발명의 범위내에 있다.CMOS device 118 may have an output 134 (eg, CMOS circuit operation features) that may be used to reset watchdog timer 116. Output 132 may be included in the single output bus described above to reset watchdog timer 116 such that output 134 may be removed. It is within the scope of the present invention that the substrate 103 of the regulator 104 and / or the substrate 104 of the regulator 104 and the CMOS device 118 may be packaged in an integrated circuit package (not shown).

전류측정 회로(108)로부터의 측정 전류(128)가 전류 트립 포인트(130)를 넘을 때마다, 비교기(112)는 전력 절환 회로(114)를 열기 위해 제어선(146)으로 셧다운 신호를 어서트하고, 따라서 CMOS 디바이스(118)로부터 전력(전압)이 제거된다. 전력이 제거되면, 제어선(146)의 셧다운 신호는 디어서트될 것이다. 그리고, 시간 간격이 지난 후, 전력 절환 회로(114)는 전력을 CMOS 디바이스(118)에 재연결할 것이다. CMOS 디바이스(118)의 CMOS 회로들이 래치-업에 있으면, 전력 제거 및 재연결은 CMOS 디바이스(118)의 CMOS 회로들이 언래치되게 하여 적절한 동작을 다시 시작할 수 있다. 래치-업 상태를 제거(전력 절환 회로(114)로 전력을 제거)하기에 적합한 시간량은 레귤레이터(104)의 타이머 회로들(도시하지 않음)에 프로그램될 수 있다.Each time the measured current 128 from the amperage circuit 108 crosses the current trip point 130, the comparator 112 asserts a shutdown signal to the control line 146 to open the power switching circuit 114. Thus, power (voltage) is removed from the CMOS device 118. If power is removed, the shutdown signal of control line 146 will be deasserted. And, after a time interval, the power switching circuit 114 will reconnect power to the CMOS device 118. If the CMOS circuits of CMOS device 118 are in latch-up, power removal and reconnection may cause the CMOS circuits of CMOS device 118 to unlatch and resume proper operation. The amount of time suitable for removing the latch-up state (removing power with the power switching circuit 114) can be programmed into the timer circuits (not shown) of the regulator 104.

CMOS 디바이스(118)가 예상보다 적은 전류를 인출하면, CMOS 디바이스 회로들의 일부에서 래치-업 상태가 발생할 수 있다. 예를 들면, CMOS 디바이스(118)의 로직 회로들이 클록되지 않으면, 적은 전류를 인출할 것이다. 따라서, 클록 회로가 래치-업 상태가 되어 CMOS 디바이스의 로직회로들에 클록 신호들을 공급할 수 없으면, CMOS 디바이스(118)의 로직 회로들은 더 이상 절환 상태가 아니기 때문에 CMOS 디바이스(118)는 적은 전류를 인출할 것이다. 이 상태는 CMOS 디바이스(118)로의 전력을 순환(전력 순환)시킴으로써 회복되어 래치-업에 있을 수 있는 CMOS 회로들이 회복되고, CMOS 디바이스(118)의 정상 동작이 지속될 수 있다.If the CMOS device 118 draws less current than expected, a latch-up state may occur in some of the CMOS device circuits. For example, if the logic circuits of CMOS device 118 are not clocked, they will draw less current. Thus, if the clock circuit is latched up and cannot supply clock signals to the logic circuits of the CMOS device, the CMOS device 118 draws less current because the logic circuits of the CMOS device 118 are no longer switched. Will be withdrawn. This state is recovered by circulating (power cycling) the power to the CMOS device 118 so that CMOS circuits that may be in latch-up may be recovered, and normal operation of the CMOS device 118 may continue.

전류 측정 회로(108)로부터의 측정 전류(128)가 전류 트립 포인트(131)보다 아래에 있을 때마다, 비교기(112)는 전력 절환 회로(114)를 열기 위해 제어선(146)으로 셧다운 신호를 어서트하고, 따라서 CMOS 디바이스(118)로부터 전력(전압)을 제거한다. 전력이 제거되면, 제어선(146)의 셧다운 신호가 디어서트될 것이다. 그리고, 시간 간격이 지난 후, 전력 절환 회로(114)는 CMOS 디바이스(118)로 전력을 재연결할 것이다. CMOS 회로들의 일부, 예를 들어 클록 신호 제어가 래치-업에 있으면, 전력 제거 및 재연결은 CMOS 디바이스(118)의 CMOS 회로들이 언래치되게 하여 적절한 동작을 다시 시작할 수 있다. 저전류 인출 래치-업 상태를 제거(전력 절환 회로(114)로 전원을 제거)하기에 적합한 시간량은 레귤레이터(104)의 타이머 회로들(도시하지 않음)에 프로그램될 수 있다.Whenever the measurement current 128 from the current measurement circuit 108 is below the current trip point 131, the comparator 112 sends a shutdown signal to the control line 146 to open the power switching circuit 114. Assert, thus removing power (voltage) from the CMOS device 118. If power is removed, the shutdown signal of control line 146 will deassert. And, after a time interval, the power switching circuit 114 will reconnect power to the CMOS device 118. If some of the CMOS circuits, for example clock signal control, are in latch-up, power removal and reconnection may cause the CMOS circuits of the CMOS device 118 to unlatch and resume proper operation. The amount of time suitable for removing the low current draw latch-up state (removing power to the power switching circuit 114) can be programmed into the timer circuits (not shown) of the regulator 104.

CMOS 디바이스(118)의 회로들의 래치-업 상태의 과전류 및 저전류 감지에 더하여, 워치독 타이머(116)는 CMOS 디바이스(118)에 의해 시기적절하게 리셋되지 않으면, 예를 들어 "특징요소" 신호의 손실시 전력 절환 회로(114)를 제어할 수 있다. 이로써 전력 제거 및 재연결은 CMOS 디바이스(118)의 CMOS 회로들이 언래치되게 하여 적절한 동작을 다시 시작할 수 있다. 비교기(112)의 전류 감지 및 워치독 타이머(116)의 타임아웃 동작을 이용함으로써, 어떠한 타입의 래치-업 상태라도 가장 짧은 시간내에 검출하여 회복시킬 수 있다.In addition to the overcurrent and undercurrent sensing of the latch-up state of the circuits of the CMOS device 118, the watchdog timer 116 may not be reset in a timely manner by the CMOS device 118, for example, a "feature" signal. The power switching circuit 114 can be controlled at the loss of. This allows power removal and reconnection to cause the CMOS circuits of the CMOS device 118 to unlatch and resume proper operation. By utilizing the current sense of the comparator 112 and the timeout operation of the watchdog timer 116, any type of latch-up state can be detected and recovered within the shortest time.

예를 들면, CMOS 디바이스(118)의 CMOS 회로부는 레귤레이터(104)로부터의 전류 인출을 높이거나 낮추지 않고 래치-업할 수 있어 동작 오작동을 야기할 것이다. 디지털 프로세서(118)로부터의 "특징요소" 신호(134)를 감시함으로써, 워치독 타이머는 전력 절환 회로(114)가 CMOS 디바이스(118)를 전력-순환시키게 하고, 따라서 래치-업 상태를 제거할 수 있다. For example, the CMOS circuitry of the CMOS device 118 may latch up without raising or lowering the current draw from the regulator 104 and will cause operational malfunction. By monitoring the "feature" signal 134 from the digital processor 118, the watchdog timer causes the power switching circuit 114 to power-cycle the CMOS device 118 and thus eliminate the latch-up state. Can be.

레귤레이터(104)가 적어도 하나의 전류 트립값을 가질 수 있는 고체 상태 회로 브레이커로 사용될 수 있으며, 적어도 하나의 전류 트립값이 CMOS 디바이스(118)의 동작동안 또는 시스템 제조 및/또는 그 스타트-업 동안 프로그램될 수 있다는 것은 본 발명의 범위내에 있다.The regulator 104 can be used as a solid state circuit breaker that can have at least one current trip value, the at least one current trip value being during operation of the CMOS device 118 or during system fabrication and / or its start-up. It is within the scope of the present invention that it can be programmed.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 여분의 백업 보팅 시스템(backup voting system)으로 구성된 각 CMOS 디바이스들을 전력 순환시킬 수 있는 트라이어드(triad) 전압 레귤레이터들 중 하나의 블록도이다. 여분의 백업 보팅 시스템에 복수의 CMOS 디바이스들(118), 예를 들어 세개의 디바이스들이 사용되면, CMOS 디바이스들(118) 각각은 그와 관련된 전압 레귤레이터(104)를 갖는다. 전력 제어(242)는 전력 순환 회로(236) 및 보팅 AND 게이트(234)를 포함할 수 있다. 전력 제어(242)는 이 여분의 백업 보팅 시스템과 함께 사용되는 전압 레귤레이터들(104) 각각의 일부일 수 있다. 또한, 전력 순환 카운터(238)는 이하에 보다 상세히 설명된 연속 재순환 상태를 방지하기 위해 전력 제어(242)에 포함될 수 있다.2 is a block diagram of one of the triad voltage regulators capable of power cycling each CMOS device configured with a redundant backup voting system according to another embodiment of the present invention. If a plurality of CMOS devices 118, for example three devices, are used in the redundant backup voting system, each of the CMOS devices 118 has a voltage regulator 104 associated therewith. The power control 242 can include a power circuit 236 and a voting AND gate 234. The power control 242 may be part of each of the voltage regulators 104 used with this redundant backup voting system. In addition, power cycle counter 238 may be included in power control 242 to prevent the continuous recycle state described in more detail below.

여분의 보팅 시스템에서, CMOS 디바이스들(118a,118b,118c)은 통신버스들(270,272,274)을 통해 서로 통신한다. CMOS 디바이스들(118a,118b,118c) 간의 통신이 정상이기만 하다면, 전력 순환 초기화는 발생되지 않는다. 하지만, 예를 들어 CMOS 디바이스(118a)가 다른 두개의 CMOS 디바이스들(118b 및 118c)과 적절히 통신할 수 없으면, CMOS 디바이스(118b)는 전력 순환 신호(244)를 초기화하고 CMOS 디바이스(118c)는 전력 순환 신호(246)를 초기화할 것이다. 어서트되면 전력 순환 신호들(244 및 246)은 AND 게이트(242a)가 전력 순환 신호(240a)를 전력 순환 회로(236a)로 어서트하게 하며, 이로써 비통신 CMOS 디바이스(118a)를 전력 순환시키고, 따라서 일어날 수 있는 래치-업 문제를 제거할 수 있다. 어떤 이유 때문에 전력 순환 신호(240a)가 어서트된 채로 있으면 CMOS 디바이스(118a)로의 바람직하지 않은 개수의 전력 순환들을 야기하여 전력 순환 카운터(238)는 전력 순환 신호들(360a 및 362a)을 다른 전력 제어 회로들(242b 및 242c)(도 3)로 어서트하고, 이로써 각 CMOS 디바이스들(118a 및 118c)을 전력 순환시킬 수 있다. 이제 모든 CMOS 디바이스들(118a,118b,118c)이 전력 순환되고, 이로써 정상 동작으로 회복된다.In an extra voting system, the CMOS devices 118a, 118b, 118c communicate with each other via communication buses 270, 272, 274. As long as the communication between the CMOS devices 118a, 118b, 118c is normal, no power cycling initialization occurs. However, if for example the CMOS device 118a is unable to properly communicate with the other two CMOS devices 118b and 118c, the CMOS device 118b initializes the power cycling signal 244 and the CMOS device 118c The power cycling signal 246 will be initialized. When asserted, power cycling signals 244 and 246 cause AND gate 242a to assert power cycling signal 240a into power cycling circuit 236a, thereby power cycling non-communication CMOS device 118a. Thus, it is possible to eliminate the latch-up problem that may occur. If for some reason the power cycling signal 240a remains asserted, it causes an undesirable number of power cycling to the CMOS device 118a, causing the power cycling counter 238 to control the power cycling signals 360a and 362a for other power control. It may assert to circuits 242b and 242c (FIG. 3), thereby power cycling each CMOS device 118a and 118c. Now all CMOS devices 118a, 118b, 118c are power cycled, thereby restoring normal operation.

도 3은 도 2에 도시한 각 CMOS 디바이스들을 전력 순환시킬 수 있는 트라이어드 전압 레귤레이터들의 부분 블록도이다. CMOS 디바이스들(118a 및 118b)은 통신버스(270)를 통해 서로 통신한다. CMOS 디바이스들(118a 및 118c)은 통신버스(272)를 통해 서로 통신한다. CMOS 디바이스들(118b 및 118c)은 통신버스(274)를 통해 서로 통신한다. 전력 순환 신호(244)는 CMOS 디바이스(118b)에서 전력 제어(242a)로 어서트되고 전력 순환 신호(246)는 CMOS 디바이스(118c)에서 전력 제어(242a)로 어서트되고, 따라서 전력 제어(242a)가 CMOS 디바이스(118a)로의 전력이 순환되게 한다. 전력 순환 신호(250)는 CMOS 디바이스(118c)에서 전력 제어(242b)로 어서트되고 전력 순환 신호(252)는 CMOS 디바이스(118a)에서 전력 제어(242b)로 어서트되고, 따라서 전력 제어(242b)가 CMOS 디바이스(118b)로의 전력이 순환되게 한다. 전력 순환 신호(248)는 CMOS 디바이스(118b)에서 전력 제어(242c)로 어서트되고 전력 순환 신호(254)는 CMOS 디바이스(118a)에서 전력 제어(242c)로 어서트되고, 따라서 전력 제어(242c)가 CMOS 디바이스(118c)로의 전력이 순환되게 한다. 위에 보다 상세히 설명한 바와 같이 과잉 개수의 전력 순환들이 발생할 수 있으면 전력 제어(242)의 각각으로부터의 전력 순환 신호들(360 및 362)은 전력 제어(242)의 다른 쪽들로 어서트될 수 있다.3 is a partial block diagram of triad voltage regulators capable of power cycling each of the CMOS devices shown in FIG. 2. CMOS devices 118a and 118b communicate with each other via a communication bus 270. CMOS devices 118a and 118c communicate with each other via communication bus 272. CMOS devices 118b and 118c communicate with each other via communication bus 274. Power cycling signal 244 is asserted from CMOS device 118b to power control 242a and power cycling signal 246 is asserted from CMOS device 118c to power control 242a, thus power control 242a ) Causes power to be circulated to the CMOS device 118a. Power cycling signal 250 is asserted to power control 242b in CMOS device 118c and power cycling signal 252 is asserted to power control 242b in CMOS device 118a, thus power control 242b ) Causes power to be circulated to the CMOS device 118b. Power cycling signal 248 is asserted from CMOS device 118b to power control 242c and power cycling signal 254 is asserted from CMOS device 118a to power control 242c, thus power control 242c. ) Causes power to be circulated to the CMOS device 118c. As described in more detail above, power cycle signals 360 and 362 from each of power control 242 can be asserted to the other sides of power control 242 if an excessive number of power cycles can occur.

Claims (26)

CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템으로서,
CMOS 디바이스;
통과하는 전류를 측정하고 측정 전류 출력을 가지며 전력원에 연결하기 위한 전류 측정 회로;
상기 전류 측정 회로에 연결되고, 상기 CMOS 디바이스에 전력을 공급하기 위한 출력을 갖는 전력 절환 회로;
상기 전력 절환 회로에 연결되고, 상기 전력 절환 회로의 상기 출력에서의 전압을 제어하는 레귤레이터 제어회로;
상기 전류측정 회로의 상기 측정 전류 출력에 연결된 제1 입력을 가지는 비교기; 및
상기 CMOS 디바이스에 연결된 입력과 상기 비교기의 제2 입력에 연결된 제1 출력을 갖는 전류 트립 세트 포인트 회로를 포함하고,
상기 CMOS 디바이스는 고전류 트립 세트 포인트를 결정하기 위해 상기 전류 트립 세트 포인트 회로에 디바이스 구성 정보를 전달하고,
상기 비교기는 상기 전력 절환 회로에 연결된 출력을 가지며, 상기 비교기 출력이 제1 로직 레벨에 있으면 상기 전력 절환 회로가 상기 레귤레이터 제어 회로와 함께 전압 레귤레이터로서 정상적으로 동작하게 하고, 상기 비교기 출력이 제2 로직 레벨에 있으면 상기 전력 절환 회로를 셧다운시킴으로써, 상기 CMOS 디바이스로의 전력 온/오프를 순환시키고,
상기 비교기 출력은 상기 전류 측정 회로로부터의 상기 측정 전류가 상기 고전류 트립 세트 포인트보다 작으면 상기 제1 로직 레벨에 있고, 상기 측정 전류가 상기 고전류 트립 세트 포인트보다 크거나 같으면 상기 제2 로직 레벨에 있는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.As a monitoring and protection system for CMOS devices,
CMOS devices;
A current measurement circuit for measuring the current passing through and having a measurement current output and for connecting to a power source;
A power switching circuit coupled to the current measuring circuit and having an output for powering the CMOS device;
A regulator control circuit coupled to the power switching circuit and controlling a voltage at the output of the power switching circuit;
A comparator having a first input coupled to the measurement current output of the current measurement circuit; And
A current trip set point circuit having an input coupled to the CMOS device and a first output coupled to a second input of the comparator,
The CMOS device communicates device configuration information to the current trip set point circuit to determine a high current trip set point,
The comparator has an output coupled to the power switching circuit, and if the comparator output is at a first logic level, causing the power switching circuit to normally operate as a voltage regulator with the regulator control circuit, and the comparator output to a second logic level When in the circuit, shuts down the power switching circuit to cycle power on / off to the CMOS device,
The comparator output is at the first logic level if the measured current from the current measurement circuit is less than the high current trip set point, and at the second logic level if the measured current is greater than or equal to the high current trip set point. Monitoring and protection system of a CMOS device. 제1항에 있어서,
상기 전류 트립 세트 포인트 회로는 상기 비교기의 제3 입력에 연결된 제2 출력을 가지며, 상기 전류 트립 세트 포인트 회로는 저전류 트립 세트 포인트를 더 결정함으로써, 상기 비교기 출력은 상기 전류 측정 회로로부터의 상기 측정 전류가 상기 저전류 트립 세트 포인트보다 크면 상기 제1 로직 레벨에 있고, 상기 측정 전류가 상기 저전류 트립 세트 포인트보다 작거나 같으면 상기 제2 로직 레벨에 있는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
The current trip set point circuit has a second output coupled to the third input of the comparator, and the current trip set point circuit further determines a low current trip set point, whereby the comparator output determines the measurement from the current measurement circuit. The monitoring and protection system of a CMOS device, wherein the current is at the first logic level if greater than the low current trip set point, and at the second logic level if the measured current is less than or equal to the low current trip set point. . 제1항에 있어서,
상기 CMOS 디바이스는 상기 고전류 트립 세트 포인트를 결정하기 위해 상기 전류 트립 세트 포인트 회로로 애플리케이션 구성 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
The CMOS device passes application configuration information to the current trip set point circuit to determine the high current trip set point. 제2항에 있어서,
상기 CMOS 디바이스는 상기 저전류 트립 세트 포인트를 결정하기 위해 상기 전류 트립 세트 포인트 회로로 애플리케이션 구성 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 2,
The CMOS device passes application configuration information to the current trip set point circuit to determine the low current trip set point. 제1항에 있어서,
상기 전력 절환 회로와 상기 CMOS 디바이스에 연결된 워치독 타이머 회로를 더 포함하고, 상기 워치독 타이머는 상기 CMOS 디바이스로부터의 예상 신호가 소정의 시간주기내에 수신되지 않으면 상기 전력 절환 회로를 셧다운시키고, 그렇지 않으면 상기 워치독 타이머는 상기 전력 절환 회로가 상기 레귤레이터 제어회로와 함께 전압 레귤레이터로서 정상적으로 동작하게 하는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
And a watchdog timer circuit coupled to the power switching circuit and the CMOS device, wherein the watchdog timer shuts down the power switching circuit if an expected signal from the CMOS device is not received within a predetermined time period; And the watchdog timer causes the power switching circuit to operate normally as a voltage regulator together with the regulator control circuit. 제1항에 있어서,
상기 고전류 트립 세트 포인트는 상기 CMOS 디바이스에 의해 프로그램가능한 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
The high current trip set point is programmable by the CMOS device. 제2항에 있어서,
상기 저전류 트립 세트 포인트는 상기 CMOS 디바이스에 의해 프로그램가능한 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 2,
The low current trip set point is programmable by the CMOS device. 제1항에 있어서,
상기 전력 절환 회로는 다시 온되기 이전에 소정의 오프 시간동안 오프를 지속하는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
And said power switching circuit continues to be off for a predetermined off time before being turned on again. 제8항에 있어서,
상기 소정의 오프 시간은 전력이 재인가되기 전에 상기 CMOS 디바이스가 언래치될 만큼 긴 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 8,
And said predetermined off time is long enough for said CMOS device to unlatch before power is reapplied. 제1항에 있어서,
상기 전류 측정 회로, 상기 전력 절환 회로, 상기 레귤레이터 제어 회로, 상기 비교기, 및 상기 전류 트립 세트 포인트 회로는 반도체 집적회로 다이상에 제조되는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
The current measuring circuit, the power switching circuit, the regulator control circuit, the comparator, and the current trip set point circuit are fabricated on a semiconductor integrated circuit die. 제10항에 있어서,
상기 반도체 집적 회로 다이는 집적회로 패키지내에 패키징되는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 10,
And said semiconductor integrated circuit die is packaged in an integrated circuit package. 제3항에 있어서,
상기 전류 측정 회로, 상기 전력 절환 회로, 상기 레귤레이터 제어 회로, 상기 비교기, 상기 전류 트립 세트 포인트 회로, 및 상기 워치독 타이머는 반도체 집적회로 다이상에 제조되는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 3,
The current measuring circuit, the power switching circuit, the regulator control circuit, the comparator, the current trip set point circuit, and the watchdog timer are fabricated on a semiconductor integrated circuit die. . 제12항에 있어서,
상기 반도체 집적회로 다이는 집적회로 패키지내에 패키징되는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 12,
And said semiconductor integrated circuit die is packaged in an integrated circuit package. 제1항에 있어서,
상기 전류 측정 회로, 상기 전력 절환 회로, 상기 레귤레이터 제어회로, 상기 비교기, 상기 전류 트립 세트 포인트 회로, 및 상기 CMOS 디바이스는 반도체 집적회로 다이상에 제조되는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
The current measuring circuit, the power switching circuit, the regulator control circuit, the comparator, the current trip set point circuit, and the CMOS device are fabricated on a semiconductor integrated circuit die. 제14항에 있어서,
상기 반도체 집적회로 다이는 집적회로 패키지내에 패키징되는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 14,
And said semiconductor integrated circuit die is packaged in an integrated circuit package. 제3항에 있어서,
상기 전류 측정 회로, 상기 전력 절환 회로, 상기 레귤레이터 제어 회로, 상기 비교기, 상기 전류 트립 세트 포인트 회로, 상기 워치독 타이머, 및 CMOS 디바이스는 반도체 집적회로 다이상에 제조되는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 3,
The current measuring circuit, the power switching circuit, the regulator control circuit, the comparator, the current trip set point circuit, the watchdog timer, and a CMOS device are fabricated on a semiconductor integrated circuit die. And protection system. 제16항에 있어서,
상기 반도체 집적회로 다이는 집적회로 패키지내에 패키징되는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 16,
And said semiconductor integrated circuit die is packaged in an integrated circuit package. 제1항에 있어서,
상기 전력 절환 회로 및 상기 레귤레이터 제어 회로는 LDO(low dropout) 전압 레귤레이터를 이루는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
And said power switching circuit and said regulator control circuit constitute a low dropout voltage regulator. 제1항에 있어서,
상기 CMOS 디바이스는 디지털 프로세서인 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
And said CMOS device is a digital processor. 제19항에 있어서,
상기 디지털 프로세서는 마이크로컨트롤러인 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 19,
Said digital processor being a microcontroller. 제19항에 있어서,
상기 디지털 프로세서는 마이크로컴퓨터, DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), 및 PLA(programmable logic array)로 이루어진 그룹에서 선택된 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 19,
And said digital processor is selected from the group consisting of a microcomputer, a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), and a programmable logic array (PLA). 제1항에 있어서,
상기 전력 절환 회로 및 전류 트립 세트 포인트 회로는 과전류 보호회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
And said power switching circuit and current trip set point circuit comprise an overcurrent protection circuit. 제2항에 있어서,
상기 전력 절환 회로 및 전류 트립 세트 포인트 회로는 저전류 보호회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 2,
And the power switching circuit and the current trip set point circuit comprise a low current protection circuit. 제1항에 있어서,
적어도 하나의 다른 CMOS 디바이스와 통신하기 위한 통신버스를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 다른 CMOS 디바이스가 상기 통신버스로 상기 CMOS 디바이스로부터 예상 신호를 수신하지 않으면, 상기 적어도 하나의 다른 CMOS 디바이스는 상기 전력 절환 회로가 셧다운되게 함으로써, 상기 CMOS 디바이스로의 전력 온/오프를 순환시키는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
Further comprising a communication bus for communicating with at least one other CMOS device, and if the at least one other CMOS device does not receive an expected signal from the CMOS device over the communication bus, the at least one other CMOS device is configured to receive the power. And a switching circuit is shut down, thereby circulating power on / off to said CMOS device. 제1항에 있어서,
두개의 다른 CMOS 디바이스들과 통신하기 위한 두개의 통신버스들을 더 포함하고, 상기 두개의 다른 CMOS 디바이스들이 상기 두개의 통신버스들로 상기 CMOS 디바이스로부터 예상 신호를 수신하지 않으면, 상기 두개의 다른 CMOS 디바이스들은 상기 전력 절환 회로가 셧다운되게 함으로써, 상기 CMOS 디바이스로의 전력 온/오프를 순환시키는 것을 특징으로 하는 CMOS 디바이스의 감시 및 보호 시스템.The method of claim 1,
Further comprising two communication buses for communicating with two other CMOS devices, if the two other CMOS devices do not receive an expected signal from the CMOS device over the two communication buses; And circulate power on / off to the CMOS device by causing the power switching circuit to shut down. 보팅 트라이어드 CMOS 디바이스들의 감시 및 보호 시스템으로서,
제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들; 및
상기 각 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들로 순환될 수 있는 레귤레이트된 전력을 공급하는 제1, 제2, 및 제3 전압 레귤레이터들을 포함하고,
상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들은 각각에 대한 동작 상태를 결정하기 위해 서로 통신하고,
상기 제1, 제2, 및 제3 전압 레귤레이터들 각각은:
통과하는 전류를 측정하고 측정 전류 출력을 가지며 전력원에 연결하기 위한 전류 측정 회로;
상기 전류 측정 회로에 연결되고, 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 각각에 전력을 공급하기 위한 출력을 갖는 전력 절환 회로;
상기 전력 절환 회로에 연결되고, 상기 전력 절환 회로의 상기 출력에서의 전압을 제어하는 레귤레이터 제어 회로;
상기 전류 측정 회로의 상기 측정 전류 출력에 연결된 제1 입력을 갖는 비교기; 및
상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 각각에 연결된 입력과 상기 비교기의 제2 입력에 연결된 제1 출력을 가지는 전류 트립 세트 포인트 회로를 포함하고,
상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 각각은 고전류 트립 세트 포인트를 결정하기 위해 상기 전류 트립 세트 포인트 회로로 디바이스 구성 정보를 전달하고,
상기 비교기는 상기 전력 절환 회로에 연결된 출력을 가지며, 상기 비교기 출력이 제1 로직 레벨에 있으면 상기 전력 절환 회로가 상기 레귤레이터 제어 회로와 함께 전압 레귤레이터로서 정상적으로 동작하게 하고, 상기 비교기 출력이 제2 로직 레벨에 있으면 상기 전력 절환 회로를 셧다운시킴으로써, 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 각각으로의 전력 온/오프를 순환시키고,
상기 비교기 출력은 상기 전류 측정 회로로부터의 상기 측정 전류가 상기 고전류 트립 세트 포인트보다 작으면 상기 제1 로직 레벨에 있고, 상기 측정 전류가 상기 고전류 트립 세트 포인트보다 크거나 같으면 상기 제2 로직 레벨에 있고,
상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 중 하나의 상기 전력 절환 회로는 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 중 상기 다른 두개가 상기 제1, 제2, 및 제3 CMOS 디바이스들 중 상기 하나로부터 예상 통신을 수신하지 않으면 셧다운되는 것을 특징으로 하는 시스템.A monitoring and protection system for voting triad CMOS devices,
First, second, and third CMOS devices; And
First, second, and third voltage regulators that provide regulated power that can be circulated to each of the first, second, and third CMOS devices,
The first, second, and third CMOS devices communicate with each other to determine an operating state for each,
Each of the first, second, and third voltage regulators is:
A current measurement circuit for measuring the current passing through and having a measurement current output and for connecting to a power source;
A power switching circuit coupled to the current measuring circuit and having an output for powering each of the first, second, and third CMOS devices;
A regulator control circuit coupled to the power switching circuit and controlling a voltage at the output of the power switching circuit;
A comparator having a first input coupled to the measurement current output of the current measurement circuit; And
A current trip set point circuit having an input coupled to each of said first, second, and third CMOS devices and a first output coupled to a second input of said comparator,
Each of the first, second, and third CMOS devices communicate device configuration information to the current trip set point circuit to determine a high current trip set point,
The comparator has an output coupled to the power switching circuit, and if the comparator output is at a first logic level, causing the power switching circuit to normally operate as a voltage regulator with the regulator control circuit, and the comparator output to a second logic level When in the circuit, shuts down the power switching circuit to cycle power on / off to each of the first, second, and third CMOS devices,
The comparator output is at the first logic level if the measured current from the current measurement circuit is less than the high current trip set point, and at the second logic level if the measured current is greater than or equal to the high current trip set point. ,
The power switching circuit of one of the first, second, and third CMOS devices is configured such that the other two of the first, second, and third CMOS devices are the first, second, and third CMOS devices. Shut down if not receiving the expected communication from said one of the devices.
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